面向社区的慢病监控系统研究与设计

司莹莹 于微微 何晴 孙斯凡 阎文蓉

摘  要：慢性疾病是最常见的导致死亡或残疾的原因之一，通过构建基于知识库的慢病监控系统，对于实现健康信息间的语义互操作性、判断患者的实时状况、及时准确地执行决策具有重要作用。将物联网与知识库技术相结合，对慢病状况进行信息可视化的监控管理，对于提高用户的健康监护体验具有重要意义。

关键词：慢病;监控系统;物联网;知识库

中图分类号：TP311.52       文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）24-0179-03

Abstract：Chronic disease is one of the most common causes of death or disability. Building a chronic disease monitoring system based on knowledge base plays an important role in achieving semantic interoperability between health information，judging the real-time situation of patients，and timely and accurate implementation of decisions. The combination of internet of things and knowledge base technology to monitor and manage the information visualization of chronic diseases is of great significance to improve the health monitoring experience of users.

Keywords：chronic diseases;monitoring system;internet of things;knowledge base

0  引  言

中国老龄化严重及慢病多发导致医疗资源需求逐年增大，目前全国医疗卫生水平城乡发展还不平衡，医药、护理费用昂贵，低效率的传统医疗和保健系统等问题无法满足对大部分慢病患者长期而全面的病情监护，以至于耽误病情[1]。近年来，随着可穿戴设备的普及，其提高生活质量的能力备受关注，将物联网技术应用于慢病的远程监测已成为解决慢病监控辅助医疗领域的杰出方案。采用传感设备对患者进行远程监控，这种护理方案能够帮助医疗保健专业人员早期介入慢病，实现远程对患者生命体征的实时监控，在降低医疗成本的同时改进对患者的护理质量。

本文结合物联网及知识库技术，设计一个社区慢病智能监控系统，实现健康数据采集、健康检查与健康建议的同步完成，既可以让患者和医生了解实时的病情，又可以帮助患者从系统中得到有效的护理信息提示，降低医生慢病监管的难度和工作量，为社区慢病的预防与管理提供帮助。系统的设计主要实现两个目的：一是帮助医生实现对患者病情实时准确的把握，实施精准医治，降低慢病患者的复发率;二是帮助患者及其家属提供合理及時的健康指导，达到控制患者病情的效果。

1  慢病监控系统设计

1.1  系统体系结构设计

系统以移动检测端、客户端、通信传输、云平台数据处理中心为基本架构，借助便携式电子监测设备，监测设备与移动端通过物联网技术及移动通信技术实现互联互通，将监测到的患者血糖、血压等健康数据上传，结合慢病知识库对数据整合处理，将信息反馈给用户。系统的整体架构设计如图1所示。

通过采集被监控者的健康信息数据源（如持续采集慢病患者的心率变异性、血压、血糖水平和氧饱和度等重要健康信息），使这些数据协同物联网技术、数据分析技术和低功耗射频技术为实现信息采集提供基础[2]。本系统的移动监测端采集到的信息包括两部分：一是患者的生理信息，指通过佩戴式电子测量设备实时采集的患者的血糖、心率、体温等方面的生理参数;二是患者GPS定位信息，如果患者生理参数出现严重偏离正常值的现象，系统将启动自动报警程序，自动编辑短信至指定联系人的手机，将患者危机的可能原因、具体生理参数及位置信息传送给指定联系人，实现对患者的紧急救助，减少病患救助等待时间。

平台数据处理中心负责接收存放通过物联网、移动网络传送的数据信息。数据处理中心为用户建立个人病案，结合患者最近一段时间的监测数据（包括患者基本信息、营养学知识、监控数据信息、医疗知识、病情案例、预警值范围、诊断信息等）进行数据分析，并根据分析结论及用户的不同需求，将分析数据以多种类型的图表形式（如折线图、面积图、三维梯形图等）呈现，信息采用定点式实时记录的方式，数据采集记录以秒为单位记录患者的生理参数及定位位置的变化。

客户端通过用户的移动设备（如手机、电脑等）进行查看，系统授予用户不同的功能权限，用户可通过客户端查询并了解其权限范围内的相应生理参数信息，有效帮助用户实时了解被监控者的健康状况，系统的软件结构设计如图2所示。

1.2  慢病监控系统的软件设计

慢病监控系统的软件设计主要涉及的功能包括：用户管理、数据监测、数据传输、平台数据处理和数据反馈等。

用户管理：可通过客户端实现医疗专家、家庭健康终端、医疗服务机构的信息管理，首次使用的用户可进行注册，进行实名认证，已有记录的用户可通过接入平台的各医疗服务机构的系统数据库实现数据互联互通。

数据监测：使用便捷式采集装备测量患者的血压、血糖、体温等生理参数，并将生理参数以可视化、数字化的形式呈现，通过物联网技术和移动通信技术将移动监测设备与数据中心互联，完成监测数据上传。

数据传输：数据传输分两种情况：在局域网环境下监测数据传送至移动端本地存储数据库以保证数据不丢失;在移动网络环境下数据直接传输到云平台数据库，实现数据实时传输。

平台数据处理：平台数据处理中心结合知识库中的标志信息进行本体评估，并完善本体知识库，形成健康管理指导模式的信息数据，并将分析结论和指导信息传输至客户端。

数据反馈：用户可以通过手机APP或客户端进行数据查看，并根据实际的情况通过APP上传反馈信息，后台将反馈信息进行数据更新和处理，以提升患者体验。

1.3  数据库设计

为了适应健康监控数据的储存需求[3]，本系统的数据库服务器采用MySQL数据库。慢病监控系统数据库主要包含以下几类信息：用户基本信息、病患信息、监测数据、报警参照数、诊断信息以及知识储存库等。下面以血糖监控模块为例，说明本系统数据库的逻辑结构设计。

慢病监控系统血糖监控模块的数据库表包括：T_SPECI MEN_PENDING（移动端患者管理）、XT_DETECTION_COPY（移动端数据录入）、XT_BASE_INFO（PC端患者基本信息）、XT_METERING_COPY（患者端血糖记录）、XT_DETECTION（医生端血糖记录）、XT_WARNING（预警信息管理）、XT_EQUIPMENT（设备管理）、XT_QUALITY_RESULT（质控管理）、BLOOD_GLUCOSE_INFO（血糖值设置）、XT_METERING（检测方案设计），表间逻辑关系如图3所示。

2  慢病监控系统应用分析

2.1  健康信息采集及护理助手

将病人需求、医生建议、病案数据分析以及生理参数采集数据进行上传及分析整合，将整合结果应用平台知识库作为分析推理依据，实现对患者病情的诊断。依据诊断信息计算出患者的膳食营养结构及健康达标指数，从饮食方面有针对性地向患者推荐适宜的食物及各项食物摄取食量;在运动方面，根据患者生理参数，向患者推荐适宜的康复运动。帮助患者有效康复，真正到达医疗监护管理的信息化、智能化、人性化[4]。

2.2  监控预警

心率、血糖、血压及体温通过可移动测量仪器采集，测量数据通过蓝牙或网络设备传送至平台数据库进行處理，系统通过长期监测数据计算出适合个体的生理参数阈值[5]，实时监测的生理参数一旦超过正常范围，系统自动将患者定位信息及生理参数信息发送至相关客户端，使患者得到及时有效的健康管理和救助。

3  结  论

系统基于可移动生理参数采集设备，监测患者的血压、体温、心率等数据并实时传输至平台数据处理中心，经过数据处理中心的数据整合、数据整理和数据分析，以数据为基础对患者进行病情监控并给出治疗措施及护理建议，向慢病患者提供针对性的健康指导意见。系统设计自动报警、位置定位共享等功能，以确保满足慢病患者日常监护及康复需求，减缓慢病患者及医院的就医压力，实现传统就医模式到现代化新型就医模式的转变。

参考文献：

[1] 孙佳，董帅，薛羽墨.基于云平台的智能健康监测系统及应用 [J].通讯世界，2018（3）：62-63.

[2] 范珊.基于可穿戴技术的远程医疗系统设计与实现 [J].电子设计工程，2017，25（10）：186-189+193.

[3] 田露，陈英.“互联网+”延续护理的研究进展 [J].护理学杂志，2019，34（17）：17-20.

[4] 刘丹，何南，刘茂，等.基于ZigBee技术的老年人远程保健监护系统设计 [J].物联网技术，2019，9（11）：54-56.

[5] 邢丹，姚俊明，徐琦.基于雾计算的医联体内慢病远程健康监护研究 [J].医学信息学杂志，2019，40（6）：8-12.

作者简介：司莹莹（1982-），女，汉族，山东淄博人，就职于计算机科学与技术教研室，教师，讲师，硕士，研究方向：系统分析与设计;通讯作者：于微微（1980-），女，汉族，辽宁盘锦人，教师，副教授，硕士，研究方向：知识库技术分析、信息资源管理。